地基换填及垫层施工方案

什么是换填垫层法-换填垫层法计算

什么是换填垫层法-换填垫层法计算

换填法是将基础地面以下一定范围内的软弱土挖去，然后回填强度高，压缩性较低，并且没有侵蚀性的材料的方法。那么换填垫层法又是怎么样的呢?

1.1 基本概念

当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、砂石或灰土等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层。换填法适于浅层地基处理，处理深度可达2～3米。在饱和软土上换填砂垫层时，砂垫层具有提高地基承载力，减小沉降量，防止冻胀和加速软土排水固结的作用。

工程实践表明，在合适的条件下，采用换填垫层法能有效地解决中小型工程的地基处理问题。本法的优点是：可就地取材，施工方便，不需特殊的机械设备，既能缩短工期，又能降低造价，因此，得到较为普遍的应用。

1.2 适用范围

换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层软弱地基及不均匀地基的处理。但在用于消除黄土湿陷性时，尚应符合国家现行标准《湿陷性黄土地区建筑规范》中的有关规定。在采用大面积填土作为建筑地基时，应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)的有关规定。

换填时应根据建筑体型、结构特点、荷载性质和地质条件，并结合施工机械设备与当地材料来源等综合分析，进行换填垫层的设计，选择换填材料和夯压施工方法。

1.3 加固机理

(1)置换作用。将基底以下软弱土全部或部分挖出，换填为较密实材料，可提高地基承载力，增强地基稳定。 (2)应力扩散作用。基础底面下一定厚度垫层的应力扩散作用，可减小垫层下天然土层所受的压力和附加压力，从而减小基础沉降量，并使下卧层满足承载力的要求。

(3)加速固结作用。用透水性大的材料作垫层时，软土中的水分可部分通过它排除，在建筑物施工过程中，可加速软土的固结，减小建筑物建成后的工后沉降。

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ工程施工１　６５・浅析换填垫层地基施工质量控制要点　聂方　（国网四川省荥经县供电有限责任公司　９）１１　雅安６２５０００）　中图分类号：ＴＵ７５文献标识码：Ｂ　文章编号１００７—６３４４（２０１６）１０一Ｏ１６５—０１　摘要：换填垫层就是将基础底下一定范围内不符合建筑地基承栽力要求的松散土、软土挖去换填质地坚硬、强度较高的材料经　夯压密实处理。此法可提高持力层承载力、减少沉降、有效消除地基土的湿陷性和膨胀性以达到符合要求的人工地基。本文着重从　砂石垫层施工来探讨质量控制要点。　关键词：换填法；砂石垫层；工艺和质量　前言：换填垫层是处理浅层软弱地基工程中极为常见的方法，它依靠将软弱　地基中一定深度的软土层挖除，然后分层换填上砂（砂石）、砾砂、碎卵石、矿渣　（粉煤灰）、高炉干渣、灰土等强度较大的材料，并配合以重锤夯实、振动压实等　方法、工艺，从而提高地基的整体承载能力。换天垫层施工工艺较为简单，尤其　在浅层地基处理工程中被广泛采用，而具体的换填材料也有多种，可以根据实际　需求选择不同的材料。　１．砂石垫层的作用　１．１砂石垫层在地基处理中的作用　增强浅层地基的承载力。地基中的剪切破坏作用通常是从基础底面下的边角　位置开始的，并且随着基底压力的增加会逐渐向纵深方向发展；减少基础的沉降　量。通常基础中浅表层的后期沉降量在基础整体沉降量中的比例是比较大的。而　且理论上土体侧向变形所导致的沉降，同样也是浅表层比例较大；加速地基的排　水固结，砂石垫层透水性较大，在地基的压力作用下能形成良好的排水面，能使　下层孔隙水压力很快消散，避免对地基土造成塑性破坏了，而且还能加快砂石垫　层以下软土层的固结，提高软土层强度缓冲的作用；建筑工程中如地基为膨胀土　时，采用砂石垫层可以消除地基中的胀缩作用，通过砂石垫层的调节，对地基变　形起到缓冲作用。　１．２适用范围　换填砂石垫层施工是指以砂或砂砾石（碎石）混合物为原材料的基础换填土　施工。主要应用于：一般性的饱和、非饱和软弱土或水下黄土地基工程；中小型　建筑工程的浜、塘、沟等的局部地基处理；房建施工中，深度在３ｍ以内的软弱、　透水性强的黏性土层地基。砂石垫层不适宜在以下工程中使用：地下水位较高且　地下水流量大、水流速度较快的地基工程；加固湿陷性黄土地基和渗透系数小的　黏性土地基工程中；大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理中。对需　换填的软弱土层，首先根据垫层的承载力确定基础的宽度和基底压力，再根椐需置　换软弱土的深度和垫层下卧层的承载力，设垫层的厚度。垫层的厚度一般宜控制在　３ｍ以内（灰土１～４ｍ】较为经济合理，太厚（＞３　ｍ）施工较困难，太薄（＜Ｏ．５　ｍ）则换填垫层　的作用不显著。各种材料的垫层都可以近似地按砂垫层的计算方法计算垫层的厚　度。　２．砂石垫层施工技术与质量控制　（１）建筑工程中垫层施工常选用的有碎石、角砾、卵石等，材料要求级配　良好，不含植物残体、垃圾等杂质。在采用粉细砂或石粉时，应掺人不少于总重　量３０％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不能超过５０ｒａｍ。砂石垫层的材料在整体上　要求具备良好的振实加密性能。砂材料要选择质地坚硬的中砂或粗砂。石子和细　砂或粉砂要均匀混合。另外，为防止施工中的含粉尘量过多，在施工前要先对材　料进行冲洗干净，然后再和粗砂混合搅拌均匀使用。砂中的有机质含量不应超过　５％。采用砂石材料，要尽量采用自然级配的砂砾石（或卵石、碎石）混合物。　（２）在进行砂石垫层施工时要注意控制含水量，砂土的含水量低了，施工中　常常达不到理想的碾压效果；但是含水量过大效果同样不好，以润湿到饱和状态　时效果最好。有时施工中常遇到地下水浸泡，这时就应先摊铺一层碎石或毛石。　当施工中地下水位较高或在饱和的软弱地基上摊铺垫层时，应该采取措施加强基　坑内的排水及外围的挡水、降水，以防止砂垫层被地下水浸泡而出现流失的现象，　保障基坑边坡的稳定性。工程实践中常以地下水位降低至基坑底５００ｍｍ为适宜。　３．施工中质量控制事项　（１）在地基施工中开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动软弱土层表面，且在　基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止踏践坑底。施工时砂石垫层底　面应铺设在同一标高上，如深度不同，基坑底面应挖成踏步或斜坡塔接，施工应按先　深后浅的顺序进行。在基坑内分层铺设砂石，然后逐层夯压密实。下层的密实度经　检验合格后，方可进行上层的施工。如本人参加过的荥经２２０ｋＶ变电站基础施工工　程，采用砂石垫层换土法进行施工时，置换土层比较软弱，基坑开挖较深，施工　持续时间长，容易造成边坡的坍塌。所以必须对开挖基坑的边坡做好维护和采取　必要的防坍塌措施。在进行砂石垫层施工的过程中，应随时注意检查基坑边坡的　稳定性，并防止土块滚落混入砂石垫层中。该变电站基坑开挖时，保留了坑底　２００ｍｍ厚土层不挖，待砂石铺填前再挖。　（２）在砂石垫层回填施工时要严格按照设计要求分层铺筑、分层压实工艺进　行。．在施工中，先于垫层最下面一层铺设１５０ｒａｍ厚的松砂作为倒滤层，用木夯仔　细夯实，然后按照每层２００ｍｍ分层铺筑，分层时应保证面层上的平整；各层面上　使用ｌ０ｔ压路机往复碾压，每层需压实４遍以上，碾压时适当洒水润湿砂石，使其　施工含水量保持在８～１２％，同时做好基坑内的排水工作，特别是要将砂石垫层表　面上出现的积水及时排除。每铺筑和压实好一层后，需现场取样进行密实度检测，　满足设计要求后，方可进行上一层施工；最后一层砂石压实完成后，应对砂石垫　层的表面进行拉线找平，并要符合设计规定的标高。施工中发现垫层中有砂窝和　石子成堆的现象，应要求施工单位将该处砂或石子挖出，分别换填级配良好的砂　石。采用人工级配的砂石施工垫层时，砂石要拌和均匀后，再行铺填夯压密实。碎石　垫层材料一般采用５～４０ｍｍ的自然级配碎石，含泥量要不大于５％。对于碎石及卵　石应充分浇水湿透后夯压对有排水要求的砂石垫层含泥量不能大于３％。　ｆ３）在进行砂石垫层旖工前要先将基坑底部浮土清理干净，保证槽底的平整干　净，误差控制在２０ｍｍ以内。分层摊铺砂垫层的厚度控制在（１５０～２００）ｍｍ，不　得超铺。如采用碎石垫层施工，要注意在基坑底铺一层砂垫层，以防止坑底土层　结构（特别是膨胀土层结构）被破坏，产生基础附加沉降。　ｆ４）垫层材料如选用砂石垫层，砂石比例为３：７左右，且宜采用中砂，砂中　不应有大的鹅卵石或碎石，石子最大粒径不得大５０ｍｍ，含泥量应符合规范要求。　如果地下水位较高，基槽开挖后已出现地下水或滞留水层，为了便于施工，在砂　垫层下加铺砌毛石一层，再夯填砂石垫层，以保证砂石垫层夯铺密实，使垫层不　处在地下水位以下。对湿陷性黄土或膨胀土地基，不能用中砂、粗砂、砾砂、碎　（卵）石等透水性材料作换填材料。　、　（５）在同一栋建筑物下，应尽量保持垫层厚度相同；对于厚度不同的垫层，应防　止垫层厚度突变；在垫层较深部位施工时，应注意控制该部位的压实系数，以防止或　减少由于地基处理厚度不同所引起的差异变形。　（６）对地基持力层中存在的软硬不均点，要根据对持力层的稳定性及建筑物安　全的影确定处理方法。对不均点范围小，埋藏很深，四周土层稳定，地基压缩没有影响　时对该不均点可不作处理。否则，应予挖除，并根据与周围土质及密实度均匀一致的　原则，分层回填，夯压密实，以防地基持力层的不均匀变形对上部建筑物造成破坏。　结束语．－　砂垫层换填法适用于处理３ｍ以内的软弱地基、透水性强的粘性土地基工程，　它不仅工艺方便、简单，而且成本相对较低，有着不错的经济效益。但在实际的　施工过程中，还需要施工人员熟悉工艺的特点和施工中的技术难点，以便于控制　好换填工程的质量，从而更好地为工程项目服务。　参考文献　【１］建筑地基处理技术规范（ＪＧＪ７９—２００２）．中国建筑工业出版社．　［２］顾晓鲁，钱洪缙，刘惠珊，汪时敏．地基与基础（第三版）．中国建筑工业出版社　作者简介：聂方（

换填垫层法的施工流程

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换填垫层法的施工流程详解

换填垫层法是一种常见的地基处理方式，主要用于改善地基土的物理力学性能，提高地基承载力，减少地基沉降。以下是换填垫层法的详细施工流程：

湿陷性黄土地基土夹石上覆灰土垫层换填施工工法

一、前言

湿陷性黄土地基土夹石上覆灰土垫层换填施工工法是一种针对湿陷性黄土地基的工程施工方法。本文将详细介绍这种工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点

湿陷性黄土地基土夹石上覆灰土垫层换填施工工法的主要特点是灰土垫层和土夹石之间夹层换填压实。此工法在弥补原工程规划上的不足，可通过垫层的处理，使灰土质量得到提高。

三、适应范围

该工法适用于湿陷性黄土地基，可广泛应用于公路、铁路、水利、航空港和园林等建设工程。

四、工艺原理

湿陷性黄土地基土夹石上覆灰土垫层换填施工工法的工艺原理主要基于以下三点： 1. 灰土垫层: 在土夹石上部设立差异化的水平接触面，使灰土顺利堆积且立刻得到压实，从而减少土工面积和提高工效。

2. 土夹石: 通过夹层换填压实，从而增加土夹石的密实，提高土夹石的承载力以及整个土地基的承载力，使黄土地基得到强化。

3. 灰土垫层扩散耦合效应: 通过灰土垫层的扩散耦合效应，加强了灰土层间的稳定性和承载力，提高了灰土质量。

五、施工工艺

湿陷性黄土地基土夹石上覆灰土垫层换填施工工法的施工步骤如下：

1. 土夹石平整: 首先对土夹石进行平整，以便于灰土垫层的铺设。

2. 灰土垫层铺设: 在土夹石上部设立差异化的水平接触面，以便于灰土的压实。根据工程需要，灰土垫层的厚度可以在15cm至25cm之间。

3. 夹层换填: 在灰土垫层铺设完成后，进行夹层换填，将黄土夹层换填为灰土夹层。每次填制夹层宜控制在15cm至20cm，一次不能过多。灰土和旧土夹层之间的接触面要求水平平整。

4. 灰土夯实: 每层夹层换填后，应立即夯实，夯实高度以控制不使夯实的力量超出最大压缩量为宜。 5. 灰土表层夯实: 灰土表层夯实应分3次完成，第一次夯实高度为30cm，第二次夯实高度为40cm，第三次夯实高度为50cm。